取料機限位開關的改造

鄒六省

取料機限位開關的改造

鄒六省

1　系統概述

某水泥廠堆場規格為148m×32m，均化庫取料機用于將堆場混合料輸送至生料系統。設計時將堆場劃分為3個區域：1堆、2堆和障礙區。為識別取料機的位置信號，共使用了7個限位拐臂開關（圖1中A～G），分別是：1堆極限位D、1堆端限位E、1堆堆限位A、2堆極限位G、2堆端限位F、2堆堆限位C、障礙區限位B。其中，極限位用于端限位失效時的自動停車保護，避免無人值守自動運行時，端限位信號失效而導致的取料機和撞塊相撞；端限位用于取料機在堆場兩個端頭側的停車控制；堆限位用于確定取料機所在堆位以便采取相應的行走驅動方向。當取料機和堆料機需要錯堆時，需人為錯車，將兩車同時調到障礙區，采集到交叉信號，才可以進行，以保證堆、取料機不同堆，這一功能是通過障礙區限位拐臂開關完成的。之所以采取人為錯車，不僅是因為堆、取料機在工作完成時間上存在差異，更是為了安全著想，避免取料機耙車限位開關或者堆料機懸臂料位開關損壞而導致取料機耙車和堆料機懸臂相撞（錯堆時，取料機耙車需在離堆料機最遠的位置，堆料機懸臂需在最高位置，避免兩車相撞；并且兩車同時進入障礙區，保證兩車不同堆）。在PLC中，限位開關輸入點位信號占用7個，堆場概貌及取料機限位開關位置如圖1所示。

2　問題討論

（1）在PLC的程序控制中，堆場區域的劃分和圖1并不一樣。在程序中，取料機在1堆向2堆行進中，至堆限位A時，取料機沒有采集到障礙區信號，所以程序上仍定義取料機在1堆，只有碰觸到限位開關B時，才定義取料機進入障礙區，然后取料機繼續行進接觸到限位開關C，定義取料機進入2堆。因此程序上當取料機從1堆進入2堆時，區域劃分DB為1堆，BC為障礙區，CG為 2堆；取料機從2堆進入1堆時，區域BG為2堆，AB為障礙區，AD為1堆。這種情況下，當發生故障討論問題時，就不容易分析清楚。

（2）取料機使用拐臂式限位開關，拐臂開關安裝在取料機上，大車錯堆時，拐臂開關經過堆限位撞板和障礙區限位撞板時，拐臂在撞板上拖動行走，頻繁造成拐臂損壞。

3　改造限位開關

3.1一次改造

為統一堆場堆位的定義，通過修改PLC程序對取料機限位開關的控制進行了初次改造。拆除障礙區拐臂限位開關B，程序中將行走驅動和相應的堆信號串聯作為進入障礙區的信號。改造后，DA區域為1堆，AC區域為障礙區，CG區域為2堆，區域劃分得以明確化。

如圖2a所示，K字頭線圈為保持線圈，PLC由斷電接通后，不改變線圈斷電前的狀態，并且由于加入了行走驅動信號連鎖，使得人為送堆信號無效。如圖2b所示，改造前M字頭線圈為普通中間線圈，PLC斷電時自動復位，復位后堆位的生成需要人為撥動堆限位開關的拐臂送上（圖2a中，西行驅動和東行驅動均為取料機快行驅動）。

圖1　堆場概貌及取料機限位位置圖

3.2二次改造

通過對取料機限位開關實行二次改造，又拆除一個限位開關。

原系統將堆場分為3個區域，現改為1堆和2堆兩個區域。具體做法是：恢復一次改造時拆除的障礙區拐臂開關B，拆除A、C兩個堆信號限位開關，將B限位以西定義為1堆，B限位以東定義為2堆。錯堆時，使用快行驅動和B限位信號串聯作為堆信號。

3.3三次改造

由于錯堆時限位開關的拐臂在撞板上拖動且堆場環境惡劣，導致限位開關B經常損壞，因此進行第三次改造，去除限位開關B。從安全角度考慮，由于必須采用人為錯車，所以使用具有左右兩個位置的主令開關替代限位開關，接線時僅接主令開關的一條通路，而另一條通路不接線。定義采集到主令開關通路信號時為1堆，斷開時為2堆，這樣在硬件上就可以完成互鎖。錯堆后，人為送堆信號即可。

3.4四次改造

如圖1所示，限位撞板D、E、F、G并不在同一高度上，因此使用了四個限位開關。若撞板高度相同，還可進一步減少限位開關。改造方法為：保留D、E兩限位開關并使兩限位開關在取料機車身上下排列且在一條直線上；與之相關聯的，保留E、F兩限位撞板并使兩撞板高度相同，其他限位和撞板全部拆除。取料機在1堆時，若至端限位，使兩限位同時接觸E撞板；在2堆時，D、E兩限位同時作用于F撞板。在PLC程序中，只要限位開關收到信號即停車，之所以保留兩個限位開關，是為了增加安全性。

3.5五次改造

實際上，根據堆料機的堆料情況，堆場兩側物料成斜坡狀，物料較少，若取料機取料至端限位錯堆時，是不能滿足生料磨供料需求的，這時，崗位人員往往在耙車不能滿耙時（圖3中AB線）錯堆，端限位、極限位開關也就用不到了。從建廠至第五次改造前，端限位、極限位從未使用過，因此，根據現場實際情況，摘除全部限位開關。

圖3　耙車取料情況

4　結語

限位開關從7個到全部取消，是基于取料機行走速度緩慢的基礎，否則至少應保留D、E兩個限位開關。改造后，取料機自動工作的功能未改變，而控制原理更加明確，PLC程序更加通俗易懂，電氣元件得以減少，DI模塊點位得到節省。另外，也降低了維護成本和維護人員的工作量，提高了工作效率。

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